防雷工程設(shè)計

1、防雷工程設(shè)計防雷工程設(shè)計電子工程學(xué)院雷電教研室電子工程學(xué)院雷電教研室 牟翔永牟翔永一、雷電基礎(chǔ)概述一、雷電基礎(chǔ)概述1 1、雷電現(xiàn)象、雷電現(xiàn)象 雷電是伴有閃電和雷鳴的一種放電現(xiàn)象。放電過程中，由于閃電通道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，導(dǎo)致強烈的雷鳴。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點會出現(xiàn)強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。 閃電的平均電流約30KA，最大電流可達300KA。閃電的最高電壓可達10萬KV。一個中等強度雷暴的功率可達1萬KW，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。2 2、雷電災(zāi)害、雷電災(zāi)害 雷電災(zāi)害是聯(lián)合國公布的10種最嚴重的自然災(zāi)害之一

2、，也是目前中國十大自然災(zāi)害之一。 據(jù)估計，全球每年有幾千人死于雷擊，全球每年的雷擊受傷人數(shù)可能是雷擊死亡人數(shù)的5到10倍，雷電所導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸等時有發(fā)生。 據(jù)觀測，當(dāng)今全球每一秒鐘平均發(fā)生46次閃電，而我國平均每一分鐘發(fā)生77次閃電。 具有大電流、高電壓、強電磁輻射特征的閃電對人類社會的威脅性在日益加大。 我國地處溫帶和亞熱帶地區(qū)，雷暴活動十分頻繁，全國有21個省會城市的年最多雷暴日均在50天以上，最多的達到了134天。中國每年因雷電災(zāi)害造成財產(chǎn)損失50至100億元。3 3、雷電的防護、雷電的防護 盡管防雷裝置不可能100%地保證人、財、物不受雷擊而造成損害，但實踐證明，在符合科學(xué)原則的前提

3、下，同時兼顧經(jīng)濟和耐用可靠的原則制定的雷電防護方案，的確能大大減小人、財、物遭受雷電損害的危險性，或?qū)⒗纂姙?zāi)害造成的損失減少到最低程度。 雷電危害形式：直擊雷（熱效應(yīng)、電動力效應(yīng)、沖擊波）、雷電感應(yīng)（靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)）、雷電電磁脈沖、雷電過電壓侵入、暫態(tài)電位升高（雷電反擊、跨步電壓、接觸電壓）等。 雷電防護裝置/器件：避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷器（電涌保護器）、接地極、接地線（含引下線）、等電位連接帶（均壓環(huán)）等。 雷電防護措施：接閃、分流、屏蔽、等電位連接、接地、合理布線等技術(shù)措施以及躲避。二、防雷工程勘察二、防雷工程勘察1 1、準備工作、準備工作 接地電阻測試儀、土壤電阻率測試

4、儀、皮尺、游標(biāo)卡尺、相機等儀表器材； 勘察表等紙質(zhì)文檔資料； 安全措施（安全帽、絕緣鞋等）。2 2、勘察目的、勘察目的 防雷工程勘察是為了防雷工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工等，對施工地點的地形、地質(zhì)、氣象要素、電磁環(huán)境等進行測繪、勘探、測試及綜合評定，并提供可行性評價與建設(shè)所需要的勘察資料。一份高質(zhì)量的防雷工程勘察報告在滿足相應(yīng)規(guī)范的基礎(chǔ)上，不僅要真實客觀地反映以上問題，更重要的是應(yīng)該進行正確合理的防雷工程分析評價，提供合理可信的防雷工程參數(shù)和建議。 3 3、防雷勘察的內(nèi)容、防雷勘察的內(nèi)容 地形：被保護對象所處的位置（平原、丘陵、山區(qū)、海邊、河邊、水庫邊等等）。 交通：交通條件的好壞和遠近將直接影響到

5、運輸?shù)某杀尽?地物狀況：周圍建筑物或較高的自然物的高度、距離、相對位置等。 氣象條件：雷暴日數(shù)、雷暴強度、最大凍土深度、最大風(fēng)速等。 獲取資料方法：目測、向相關(guān)部門查詢資料等。 土壤特征： 了解施工地點的巖石、土壤等成分比例。 測量施工區(qū)域的土壤電阻率，范圍主要集中在被保護物周圍50100米之內(nèi)，如果測量的數(shù)值偏大，可以考慮向外擴展測量范圍，在測量結(jié)束后基本上能對被保護物周圍的土壤導(dǎo)電能力有大體的了解。 對于使用年限較長、接地穩(wěn)定性要求高的工程還應(yīng)測量土壤酸堿性。 在選定的接地網(wǎng)施工地點挖多個點的探井，主要是直接觀察地表以下2米5米深土層和巖石的分布情況（具體的深度可根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖畲髢鐾辽疃群凸?/p>

6、程大小及工程的重要性來選擇，在符合國家標(biāo)準中關(guān)于接地極最淺敷設(shè)要求的基礎(chǔ)上可適當(dāng)加深）。獲得準確的土質(zhì)條件、土層狀況、地下水位深淺分布等資料。探井尺寸一般為長方形，長約2m、寬約1m。 了解建（構(gòu)）筑物的用途，如果是作為生產(chǎn)和存儲的功用，還應(yīng)了解具體生產(chǎn)和存儲物品的內(nèi)容和性質(zhì)，初步的劃分該項目的防雷等級標(biāo)準，同時測量被保護建（構(gòu)）筑物（或建筑物群體）的長、寬、高度以及位置分布，對于沒有開工建設(shè)的建（構(gòu)）筑物可以從圖紙上取得需要的數(shù)據(jù)。查看相鄰建（構(gòu)）筑物的高度。這些資料對于建筑物按滾球法設(shè)計防直擊雷裝置非常重要，因此測量的數(shù)據(jù)一定要準確。 了解建筑物內(nèi)各樓層及樓頂被保護的電子信息系統(tǒng)設(shè)備的分布

7、狀況、重要程度、綜合布線的情況以及供、配電情況及其配電系統(tǒng)接地形式。建筑物內(nèi)部各樓層被保護的電子信息系統(tǒng)設(shè)備的分布狀況是雷電電磁脈沖防護設(shè)計最重要的資料，它可以確定SPD的數(shù)量、種類及安裝位置。確定樓頂被保護設(shè)備的分布狀況，主要用于設(shè)計使用避雷針、帶的數(shù)量及安裝高度。 準確了解施工現(xiàn)場范圍內(nèi)，地下各種管道、通信線纜、電力線路埋設(shè)情況。 對改造工程還應(yīng)了解建（構(gòu)）筑物前期是否做過防雷設(shè)施，是否受到過雷擊，以及雷擊事故發(fā)生的原因等。 4 4、撰寫勘察報告、撰寫勘察報告 防雷工程勘察報告是防雷工程勘察的最終成果，是建筑物防雷設(shè)計和施工的重要依據(jù)。在保證測量數(shù)據(jù)準確可靠的基礎(chǔ)上，報告要充分搜集利用相關(guān)

8、的工程地質(zhì)資料，做到內(nèi)容齊全，論據(jù)充足，重點突出，正確評價建筑場地條件、接地條件和特殊問題，為工程設(shè)計和施工提供合理適用的建議。 三、防雷工程設(shè)計三、防雷工程設(shè)計防雷工程設(shè)計方案：防雷工程設(shè)計方案：封面、目錄方案主體部分 企業(yè)簡介、雷電危害概述、雷電防護原理、勘察報告、設(shè)計指導(dǎo)思想和原則、設(shè)計依據(jù)、防雷工程設(shè)計方案等。工程設(shè)計圖工程預(yù)算書1 1、企業(yè)簡介、企業(yè)簡介注冊資本；資質(zhì)（設(shè)計資質(zhì)、施工資質(zhì)）；內(nèi)部機構(gòu)設(shè)置；員工人數(shù)、職稱結(jié)構(gòu)、學(xué)歷水平等；近幾年承擔(dān)防雷工程設(shè)計、施工的情況；其他。2 2、雷電災(zāi)害概述、雷電災(zāi)害概述雷電現(xiàn)象放電現(xiàn)象、大電流、高電壓、強電磁脈沖等。雷電災(zāi)害（傷亡、損失等）l

9、人畜傷亡（如2006年，全國雷災(zāi)近兩萬起，傷亡事故759起，造成717人死亡，640人受傷）。l財物損失（中國每年因雷電災(zāi)害造成財產(chǎn)損失50至100億元，造成火災(zāi)、爆炸數(shù)百起）。l其他（如雷災(zāi)出現(xiàn)的一些新特點）。3 3、雷電防護原理、雷電防護原理雷電主要危害形式直擊雷（熱效應(yīng)、電動力效應(yīng)、沖擊波）雷電感應(yīng)（靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)）雷電電磁脈沖LEMP雷電波侵入雷電高電壓反擊雷電防護系統(tǒng)（LPS）主要包括接閃分流屏蔽等電位連接接地合理布線其他（如躲避）LEMP防護措施系統(tǒng)（LPMS）防雷區(qū)（LPZ）LPMS主要包括l接地（引導(dǎo)和泄放雷電流入大地）l等電位連接（最小化電位差、消弱雷擊磁場強度）l屏蔽（

10、衰減直接雷擊或鄰近雷擊在LPZ中產(chǎn)生的磁場、減小電涌）l合理布線（減小環(huán)路感應(yīng)、降低內(nèi)部電涌）lSPD分流/限壓（限制內(nèi)部/外部電涌、過電壓限制）4 4、勘察報告、勘察報告 勘察報告是防雷工程設(shè)計的重要基礎(chǔ)，勘察的結(jié)果、數(shù)據(jù)等應(yīng)該詳實地反應(yīng)在勘察報告里面。重點突出保護對象自身特點與其所處環(huán)境，有無雷電防護裝置及合理的防護措施等等。 5 5、設(shè)計指導(dǎo)思想和原則、設(shè)計指導(dǎo)思想和原則l指導(dǎo)思想： 嚴格按照國家防雷標(biāo)準規(guī)范及有關(guān)行業(yè)標(biāo)準規(guī)范進行工程設(shè)計，同時參考和引入IEC（國際電工委員會）的有關(guān)防雷技術(shù)標(biāo)準。 堅持“綜合治理，整體防御，多重保護，層層設(shè)防” 的雷電防護基本原則，進行綜合雷電防護系統(tǒng)設(shè)

11、計。l設(shè)計原則： 嚴謹科學(xué) 技術(shù)先進 安全可靠 經(jīng)濟實用6 6、設(shè)計依據(jù)、設(shè)計依據(jù).建筑物防雷設(shè)計規(guī)范（GB 50057-94）.建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范 （GB 50343-2004）.電子計算機機房設(shè)計規(guī)范 （GB 50174-93）.民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范 （JGJ/T 16-2008）.有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范 （GB 50200-94）.移動通信基站防雷與接地設(shè)計規(guī)范 （YD 5068-98）.氣象臺（站）防雷技術(shù)規(guī)范 （QX 4-2000）.石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范 （GB 15599-1995）.鐵路電力設(shè)計規(guī)范（TB 10008-99）.交流電氣裝置的接地 （DL/T 6

12、21-1997）. IEC 1024建筑物防雷. IEC 61312防雷電電磁脈沖（LEMP）. IEC 62305雷電防護.建筑物、構(gòu)筑物防雷設(shè)施安裝（D562）.防雷與接地裝置圖集（92DQ13）7 7、設(shè)計方案、設(shè)計方案一、直擊雷防護設(shè)計二、供配電系統(tǒng)雷電防護設(shè)計三、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雷電防護設(shè)計四、通信系統(tǒng)雷電防護設(shè)計五、有線電視系統(tǒng)雷電防護設(shè)計六、天線饋線系統(tǒng)雷電防護設(shè)計七、監(jiān)控系統(tǒng)雷電防護設(shè)計八、等電位連接設(shè)計九、接地網(wǎng)設(shè)計十、設(shè)計的依據(jù)設(shè)計的具體措施設(shè)計的參數(shù)、型號設(shè)計的示意圖設(shè)計要達到的功能8 8、工程設(shè)計圖、施工圖、工程設(shè)計圖、施工圖設(shè)計圖： 可泛指一切用圖形方式表達的設(shè)計文件。

13、按照設(shè)計階段可分為建筑方案設(shè)計圖、規(guī)劃設(shè)計圖、初步設(shè)計圖、施工圖等；按照表現(xiàn)手法可分為工程圖、效果圖、草圖等；按照專業(yè)可分為建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、電氣圖、給排水圖等。施工圖： 施工圖屬于設(shè)計圖的一種，用來指導(dǎo)具體施工的詳細設(shè)計文件，包含施工的每一個細節(jié)，如施工說明、具體尺寸、注意事項等。通常包括建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖、給排水施工圖、電氣施工圖、暖通施工圖等等。 防雷與接地施工歸于電氣施工圖。 一套完整的設(shè)計圖紙包含施工圖。設(shè)計圖/施工圖制作： 通常用計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件進行設(shè)計工作。需要的硬件主要有：計算機主機、圖形顯示終端、打印機或繪圖儀等。 防雷工程設(shè)計常用AutoCAD進行圖紙設(shè)計。

14、AutoCAD是美國Autodesk公司于1982年推出的自動計算機輔助設(shè)計軟件，用于二維繪圖、三維繪圖等，已廣泛應(yīng)用于機械、建筑、電子、電氣、航空航天等工程設(shè)計領(lǐng)域。9 9、工程預(yù)算書、工程預(yù)算書 工程預(yù)算是對工程項目在未來一定時期內(nèi)的收入和支出情況所做的計劃。 工程預(yù)算書的編制： 課程雷電風(fēng)險評估與預(yù)算已講授。四、工程招投標(biāo)文件四、工程招投標(biāo)文件 招標(biāo)書、投標(biāo)書招標(biāo)書、投標(biāo)書 1、招標(biāo)文件 招標(biāo)文件是招標(biāo)人向投標(biāo)人提供的為進行投標(biāo)工作所必須的文件。一般包括： 投標(biāo)須知，包括工程概況、招標(biāo)范圍、資格審查條件、工程資金來源或者落實情況、標(biāo)段劃分、工期要求、質(zhì)量標(biāo)準、招標(biāo)有效期、開標(biāo)日期地點、評標(biāo)辦法等等。 招標(biāo)工程的技術(shù)要求和設(shè)計文件。 采用工程量清單招標(biāo)的，應(yīng)當(dāng)提供工程量清單。 投標(biāo)函的格式及附錄。 擬簽訂合同的主要條款。 要求投標(biāo)人提交的其他材料。 招標(biāo)文件一般是由招標(biāo)人在一定時間內(nèi)進行公開發(fā)售。2、投標(biāo)文件 投